汽车发动机原理-重点考试复习资料-上海工程技术大学.doc

1什么是发动机的机械损失？机械损失由哪些部分组成？用什么指标衡量机械损失？发动机曲轴输出的功或功率小于其气缸内气体膨胀所作出的功或功率，两者之差称为发动机的机械损失。机械损失包括：摩擦损失、附件驱动损失、泵气损失等。可用机械损失功、机械损失功率、平均机械损失压力和机械效率大小来衡量机械损失。2柴油机为什么要有供油提前角？由于柴油机燃烧存在着火延迟和燃油喷射存在喷射延迟，如果柴油机供油在上止点，则燃油进入气缸的时间就会过迟。这会引起最大爆发压力低，出现时刻推迟，后燃严重，降低柴油机的经济性和动力性。3什么是汽油机的正常燃烧过程？汽油机的正常燃烧过程是：唯一地由火花塞定时点火，依靠火焰传播传遍整个燃烧室的燃烧过程。不是由火花塞定时点火，或不是依靠火焰传播的燃烧过程，则是汽油机的非正常燃烧。4引起工质进气终了温度Ta高于进气状态温度Ts的原因是什么？在进气过程中，新鲜工质受到：高温零件的加热；残余废气的加热；进气时气体的流动动能部分转变为热能。1.简述发动机实际循环向理论循环的简化条件。a假定工质是理想气体，其物理常数与标准状态下的空气物理常数相同。b假定工质是在闭口系统中作封闭循环。c假定工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程。d假定燃烧时外界无数个高温热源定容或定压向工质加热，工质放热为定容放热。2.气门重叠作用？在气门重叠时期，进气管、气缸、排气管互相连通，可以利用气流的压差、惯性或进、排气管压力波的帮助，达到清除残余废气，增加进气量；降低高温零件的温度。3.什么是过量空气系数，其大小对柴油机的燃烧过程有什么影响? a过量空气系数：发动机工作过程中1kg燃油实际供给的空气数量L与理论空气量Lo之比。 b过量空气系数对燃烧过程的影响：（1）在=0.80.9时，由于燃烧温度最高，火焰传播速度最大，因此pz、Tz、p/、Pe均达最高值，且爆燃倾向最大。（2）在=1 .031.1时，由于燃烧完全，be最低，但此时缸内温度最高且空气富裕，NOx排放量大。（3）使用1的浓混合气工作，由于必然产生不完全燃烧，所以CO排放量明显上升。（4）当0.8及1.2时，火焰传播速度缓慢，部分燃料可能来不及完全燃烧，因而经济性差，HO排放量增多且工作不稳定。4简述供油提前角对柴油机燃烧过程的影响。供油提前角：开始供油到活塞到达上止点所对应的曲轴转角。供油提前角对柴油机燃烧过程的影响：供油提前角过大，喷油时气缸内温度、压力较低，着火延迟期较长，压力升高率和最大爆发压力增大，导致柴油机工作粗暴，NOx的排放量增加。过早燃烧还会增加压缩负功，降低柴油机的经济性和动力性。供油提前角过小，则燃油不能在上止点附近及时燃烧，对柴油机的经济性和动力性也不利，微粒的排放也会增加。过迟燃烧还会使燃烧温度升高，散热损失增加。对于每一种工况，均有一个最佳的供油提前角。5. 试述转速和负荷是如何影响充气效率的，汽油机与柴油机有什么不同？ 当油门位置不变时，转速增加，充气效率hv 减小。转速增加， Ta下降，对充气效率hv 减小有补偿作用。对汽油机，负荷减小，充气效率hv 减小。对柴油机，在不考虑负荷增加引起Ta升高的前提下，充气效率hv 也不变。7. 柴油机的有害排放物有哪些？ 微粒、氮氧化合物、一氧化碳、碳氢化合物等。9. 已经成熟并得到实际应用的新型发动机燃料有哪些？已经成熟并得到实际应用的发动机燃料有石油气、天然气和醇类燃料。 10. 何谓喷油泵速度特性？其校正的原理是什么？喷油泵速度特性：每循环供油量随转速n的变化关系。 n 节流作用 循环供油时间 循环供油量。5、什么是发动机的泵气损失？泵气损失由哪些部分组成？发动机在换气过程中消耗的功与功损失叫做泵气损失，泵气损失由排气损失和进气损失组成。排气损失主要是强制排气损失，它和进气损失都是消耗的功。还一小部分排气损失是自由排气损失，它是功损失，但它并不包括在泵气损失中。6、汽油机为什么要有点火提前角？汽油机燃烧存在着火延迟，为了克服着火延迟，保证最高燃烧压力在上止点后10至15曲轴转角出现，汽油机要有点火提前角。如果汽油机点火在上止点，燃烧时间就会延长。这会引起最大爆发压力低，出现时刻推迟，后燃严重，降低汽油机的经济性和动力性。7、什么是柴油机的不正常喷射？柴油机的正常喷射是指燃料系统按发动机的工作顺序、在规定的喷射时间，把定量的燃油以一定的形状和雾化质量喷入气缸。不符合上述要求的，就是柴油机的不正常喷射。 柴油机的不正常喷射主要有喷射时刻过迟、过早；喷射不稳定：数量变化或断续喷射；雾化质量或燃油形成混合气的数量与燃烧要求不配合。都是不正常喷射8、发动机有效功率与指示功率有何差异？原因何在？指示功率是实际循环的评价指标之一，以活塞输出的功率或气体的膨胀功为基础；有效功率是发动机整机性能指标之一，以曲轴输出的功率为基础；有效功率在数量上为指示功率与损失功率之差。原因是机械功在传递中会有一些的损失。3为什么存在最佳排气提前角？答：排气提前角是指排气门提前开启至活塞到达下止点所经历的曲轴转角。因为如排气提前角过大，则自由排气损失增大；而排气提前角过小，又导致强制排气损失增大。因此存在使自由排气损失和强制排气损失之和排气损失最小的排气提前角即最佳排气提前角4、进行发动机实际循环和理论循环的比较有何意义？答：发动机理论循环是实际循环进行抽象和理想化的结果，突出了实际循环的本质，是实际循环完善程度的标尺。因此，比较发动机的实际循环和理论循环，可以找出影响实际循环中存在的不足和影响循环能量转换效率的因素，为改进和提高发动机性能指出可能的途径4、请讨论发动机负荷对机械效率的影响。当发动机转速一定时，随着发动机负荷升高，机械效率上升。因为随着发动机负荷增加，发动机的指示功率和有效功率都增加，平均指示压力上升，在转速不变条件下，平均机械损失压力基本保持不变，机械损失虽然有所上升，但比例下降，因此发动机负荷增加使机械效率提高。3、为什么存在最佳进气迟闭角？答：进气迟闭角是指活塞到达下止点至进气门迟后关闭所经历的曲轴转角。因为如进气迟闭角过大，易出现废气倒流并使已经进入气缸的充量被活塞推出；而进气迟闭角过小，则不能充分利用气流惯性，所以存在一个使进气量最多的最佳进气迟闭角。3、试述柴油机混合气形成的特点和方式。柴油机混合气形成在气缸中进行。这是因为柴油蒸发性差，需要利用气缸内压缩高温的缘故。柴油机混合气形成的特点是：混合气形成时间短；混合气不均匀；空气过量；多数情况下，需要组织空气运动。柴油机混合气形成的方式有空间雾化和油膜蒸发。4请说明汽油机不规则燃烧的原因。汽油机不规则燃烧有两种，单个气缸中有循环间燃烧变动，多缸发动机有各缸间燃烧差异。循环间燃烧变动的主要原因是：火花塞附近混合气的混合比和气体紊流性质、程度在各循环均有变动，致使火焰中心形成所用的时间不同，即由有效着火时间变动而引起的。各缸间燃烧差异主要原因有：由于燃料分配不均，使各缸空燃比不一致；各缸进气量分配不均匀；各缸内空气运动不相同以及燃烧室结构的微小差异等等7、试述汽油机混合气形成的特点和方式。汽油容易蒸发，因此汽油机中混合气形成手段多，不需要采取特别的辅助手段，混合气形成部位也比较灵活，发动机进气管路或气缸内都可以形成。汽油机混合气形成的特点是：混合气形成时间相对较长；混合气相对均匀；混合气浓度在理论空燃比附近变化，有时空气不足；一般不需要组织进气涡流。汽油机混合气形成的方式有化油器雾化和汽油喷射雾化两种方式。8、请说明柴油机燃烧过程及其特点。柴油机燃烧过程人为分为4个阶段：滞燃期、速燃期、缓燃期和后燃期，其特点是混合气形成在缸内，滞燃期中物理准备的比例较大；多点自燃，速燃期的前期是预混燃烧，压力升高率大，工作相对粗暴；速燃期的后期和缓燃期中是边形成混合气边燃烧，是扩散燃烧，燃烧速度慢；最高温度在最高压力之后出现；后燃较严重，大负荷时，有边喷射、边形成混合气、边燃烧；总体燃烧速度低，膨胀充分，排气温度低；空气过量 2、试分析柴油机不正常喷射的原因，并讨论可能的改进措施。答：柴油机不正常喷射有多次喷油、断续喷油、滴油、隔次喷油等现象。原因是柴油机依靠高压喷射雾化形成混合气，在高压作用下，喷射系统的管路会产生弹性形变；燃油会表现出可压缩性；喷射系统的压力会有波动。 改进的主要措施包括：选择适当的喷射压力；提高喷射系统的刚度；减小喷射系统管路的容积与长度；使喷油压力稳定；采用电子控制技术；改变喷油系统，如高压共轨系统、直接控制喷油器的喷油过程等。 3、简述机械损失的组成，并分析影响机械损失的因素。 答：发动机曲轴输出的功或功率小于其气缸内气体膨胀所作出的功或功率，两者之差称为发动机的机械损失。机械损失包括：摩擦损失、附件驱动损失、泵气损失等（1分）。可用机械损失功、机械损失功率、平均机械损失压力和机械效率大小来衡量机械损失。因此，凡是导致摩擦损失、附件驱动损失、泵气损失等的因素都直接影响机械损失。对摩擦损失，有发动机结构、制造质量、配合间隙等；附件驱动损失与附件数量与消耗功大小有关，在发动机本身则与配气机构所消耗的功直接相关；泵气损失于换气过程的完善程度有关，主要是进、排气系统的阻力和配气相位以及进、排气系统附件的流动阻力。4、试述混合气浓度对汽油机燃烧的影响。功率混合气的燃烧速度快，能发出的功率大，但爆燃倾向大，CO、HC排放多；经济混合气的空气富裕，燃烧比较充分，油耗低，但NOX排放多（；混合气过稀或过浓时，燃料或者不能完全燃烧，经济性差，发动机工作不稳定，也可能出现不能着火燃烧的现象2、 请讨论发动机转速对机械效率的影响。答：发动机负荷一定时，随着发动机转速升高，机械效率下降。因为转速升高，摩擦副相对速度增加，摩擦阻力加大；运动件惯性力加大，活塞侧压力及轴承负荷上升，摩擦阻力加大；泵气损失加大；驱动附件的功率加大。1.画出发动机的配气相位图，并标出气门叠开角。2.什么叫汽油机速度特性？试画出汽油机速度特性曲线的外特性示意图。速度特性：汽油机节气门开度固定不动，其有效功率Pe、扭矩Ttq、燃油消耗率b、每小时消耗油量B等随转速n变化的关系。2. 什么叫汽油机负荷特性？试画出汽油机负荷特性曲线的示意图。当汽油机保持某一转速不变，而逐渐改变节气门开度，每小时耗油量和耗油率随功率变化的关系成为汽油机负荷特性。本题附图所示是汽油机示功图。请在图上标出汽油机正常燃烧过程各阶段的名称，并说明各阶段的起始点。答：着火延迟期（阶段） 从点火到压力线脱离压缩线所经历的时间或曲轴转角。明显燃烧期（阶段）从压力线脱离压缩线到出现最高燃烧压力所经历的时间或曲轴转角。后燃期（阶段）出现最高燃烧压力以后的燃烧对应的时间或曲轴转角1、本题附图所示是柴油机示功图。请在图上标出柴油机正常燃烧过程各阶段的名称，并说明各阶段的起始点。着火延迟期（阶段） 从喷油到压力线脱离压缩线所经历的时间或曲轴转角。快速燃烧期（阶段）从压力线脱离压缩线到出现最高燃烧压力所经历的时间或曲轴转角。缓燃期（阶段）从最高燃烧压力到出现最高燃烧温度所占用的时间或曲轴转角。后燃期（阶段）出现最高燃烧温度出现以后的燃烧占用的时间或曲轴转角2、 利用所给换气过程的示功图，说明排气提前角对排气损失的影响。排气提前角大，提前排气损失大而强制排气损失少，排气提前角小，则提前排气损失少而强制排气损失大。因此从减少换气损失、提高发动机的性能看，存在一个最佳排气提前角使两部分之和，即总排气损失最小。此外，随着发动机的工况变化，最佳排气提前角也随之变化6、图中所示的发动机特性是哪种特性？在图上标出特性曲线所代表的性能参数（即标出Pe 、be 和Teq ）。若该发动机的标定功率与转速由图给出，标定功率为 72 kW，标定转速为 4500 r / min，求其扭矩储备系数。如图所示的发动机特性是速度特性标记如图，由图中读出标定工况的扭矩为50 N m，最大扭矩为57 N m，则扭矩储备系数K为：